(57)【要約】【課題】  メインキャリア信号光に対するサブキャリア信号光の比率を大きくでき、データ信号以外の光変調を施すことなく、効果的に誘導ブリルアン散乱（ＳＢＳ）を抑圧できる光送信装置を提供する。【解決手段】  本発明による光送信装置は、単一モード光を出力する光源（１０）からの出力光を第１の分岐光路（２０３）と第２の分岐光路（２０４）に分岐する光分岐手段（２０１）と、第１の分岐光路（２０３）上に配置され、第１の分岐光路（２０３）を伝搬する光にデータ信号を用いて強度変調を施す光強度変調手段（２１０）と、第１の分岐光路（２０３）および第２の分岐光路（２０４）の片方もしくは両方の光路上に配置され、第１の分岐光路（２０３）からの出力光と第２の分岐光路（２０４）からの出力光の位相差を調整する位相調整手段（２２０）と、第１の分岐光路（２０３）からの出力光と第２の分岐光路（２０４）からの出力光を合波する光合波手段（２０２）と、光合波手段（２０２）からの出力光を増幅し、光伝送路に出力する光増幅手段（３０）とを備える。【選択図】    図１
2006101436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一モード光を出力する光源からの出力光を第１の分岐光路と第２の分岐光路に分岐する光分岐手段と；
前記第１の分岐光路上に配置され、前記第１の分岐光路を伝搬する光にデータ信号を用いて強度変調を施す光強度変調手段と；
前記第１の分岐光路および前記第２の分岐光路の片方もしくは両方の光路上に配置され、前記第１の分岐光路からの出力光と前記第２の分岐光路からの出力光の位相差を調整する位相調整手段と；
前記第１の分岐光路からの出力光と前記第２の分岐光路からの出力光を合波する光合波手段と；
前記光合波手段からの出力光を増幅し、光伝送路に出力する光増幅手段とを備える；
光送信装置。
【請求項２】
前記光源からの出力光をメインキャリア信号光とし；
前記光強度変調手段は、前記データ信号を用いて前記メインキャリア信号光を強度変調することによりサブキャリア信号光を生成し；
前記位相調整手段は、前記第１の分岐光路からの出力光と前記第２の分岐光路からの出力光が前記光合波手段によって合波される時に、前記メインキャリア信号光を抑圧するように調整可能である；
請求項１に記載の光送信装置。
【請求項３】
前記光分岐手段の分岐比は、前記第１の分岐光路への分岐比率が、前記第２の分岐光路への分岐比率よりも大となるように設定されている；
請求項１又は請求項２に記載の光送信装置。
【請求項４】
前記光分岐手段、前記第１の分岐光路、前記第２の分岐光路、前記光強度変調手段、前記位相調整手段および前記光合波手段が同一基板上に集積されている；
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光送信装置。
【請求項５】
前記光伝送路からの戻り光をモニタする第１のモニタ手段と；
前記第１のモニタ手段からのモニタ値が所定の閾値よりも小さくなるように、前記位相調整手段を制御する位相制御手段とを備える；
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光送信装置。
【請求項６】
前記光伝送路からの戻り光をモニタする第１のモニタ手段と；
前記光合波手段または光増幅手段からの出力光パワーをモニタする第２のモニタ手段と；
前記第１のモニタ手段からのモニタ値を前記第２のモニタ手段からのモニタ値を用いて規格化した値が所定の閾値よりも小さくなるように、前記位相調整手段を制御する位相制御手段とを備える；
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光送信装置。
【請求項７】
単一モード光を出力する光源からの出力光を第１の分岐光路と第２の分岐光路に分岐するとともに、その分岐比を調整可能な光分岐比調整手段と；
前記第１の分岐光路上に配置され、前記第１の分岐光路を伝搬する光にデータ信号を用いて強度変調を施す光強度変調手段と；
前記第１の分岐光路および前記第２の分岐光路の片方もしくは両方の光路上に配置され、前記第１の分岐光路からの出力光と前記第２の分岐光路からの出力光の位相差が（２ｎ＋１）π（ただしｎは正数）となるように設定を行う位相差設定領域と；
前記第１の分岐光路からの出力光と前記第２の分岐光路からの出力光を合波する光合波手段と；
前記光合波手段からの出力光を増幅し、光伝送路に出力する光増幅手段とを備える；
光送信装置。
【請求項８】
前記光源からの出力光をメインキャリア信号光とし；
前記光強度変調手段は、前記データ信号を用いて前記メインキャリア信号光を強度変調することによりサブキャリア信号光を生成し；
前記光分岐比調整手段は、前記第１の分岐光路からの出力光と前記第２の分岐光路からの出力光が前記光合波手段によって合波される時に、前記メインキャリア信号光を抑圧するように調整可能である；
請求項７に記載の光送信装置。
【請求項９】
前記光合波手段の光特性を、前記光分岐比調整手段の光特性と同一に調整可能である；
請求項７又は請求項８に記載の光送信装置。
【請求項１０】
前記光分岐比調整手段の分岐比は、前記第１の分岐光路への分岐比率が、前記第２の分岐光路への分岐比率よりも大となるように調整可能である；
請求項７乃至請求項９のいずれか１項に記載の光送信装置。
【請求項１１】
前記光分岐比調整手段、前記第１の分岐光路、前記第２の分岐光２、前記光強度変調手段、前記光合波手段および前記位相差設定領域が同一基板上に集積されている；
請求項７乃至請求項１０のいずれか１項に記載の光送信装置。
【請求項１２】
前記光伝送路からの戻り光をモニタする第１のモニタ手段と；
前記第１のモニタ手段からのモニタ値が所定の閾値よりも小さくなるように、前記光分岐比調整手段を制御する光分岐比制御手段とを備える；
請求項７乃至請求項１１のいずれか１項に記載の光送信装置。
【請求項１３】
前記光伝送路からの戻り光をモニタする第１のモニタ手段と；
前記光合波手段または光増幅手段からの出力光パワーをモニタする第２のモニタ手段と；
前記第１のモニタ手段からのモニタ値を前記第２のモニタ手段からのモニタ値を用いて規格化した値が所定の閾値よりも小さくなるように、前記光分岐比調整手段を制御する分岐比制御手段とを備える；
請求項７乃至請求項１１のいずれか１項に記載の光送信装置。
【請求項１４】
前記光合波手段または光増幅手段からの出力光パワーをモニタする第２のモニタ手段と；
前記第２のモニタ手段からのモニタ値が所定の値を保つように、前記光源からの出力光パワーを制御する光出力パワー制御手段とを備える；
請求項１乃至請求項４又は請求項７乃至請求項１１のいずれか１項に記載の光送信装置。
【請求項１５】
単一モード光を出力する光源からの出力光を第１の分岐光路と第２の分岐光路に分岐する光分岐工程と；
前記第１の分岐光路を伝搬する光にデータ信号に基づき強度変調を施す光強度変調工程と；
前記第１の分岐光路からの出力光と前記第２の分岐光路からの出力光の位相差を調整する位相調整工程と；
前記第１の分岐光路からの出力光と前記第２の分岐光路からの出力光を合波する光合波工程と；
前記合波された光を増幅し、光伝送路に出力する光増幅工程とを備え；
前記光源からの出力光をメインキャリア信号光とし；
前記光強度変調工程は、前記データ信号を用いて前記メインキャリア信号光を強度変調することによりサブキャリア信号光を生成し；
前記位相調整工程は、前記光合波工程で合波された光における前記メインキャリア信号光を抑圧するように調整可能である；
光送信方法。
【請求項１６】
単一モード光を出力する光源からの出力光を第１の分岐光路と第２の分岐光路に分岐するとともに、その分岐比を調整する光分岐比調整工程と；
前記第１の分岐光路を伝搬する光にデータ信号に基づき強度変調を施す光強度変調工程と；
前記第１の分岐光路からの出力光と前記第２の分岐光路からの出力光の位相差が（２ｎ＋１）π（ただしｎは正数）となるように設定を行う位相差設定工程と；
前記第１の分岐光路からの出力光と前記第２の分岐光路からの出力光を合波する光合波工程と；
前記合波された光を増幅し、光伝送路に出力する光増幅工程とを備え；
前記光源からの出力光をメインキャリア信号光とし；
前記光強度変調工程は、前記データ信号を用いて前記メインキャリア信号光を強度変調することによりサブキャリア信号光を生成し；
前記光分岐比調整工程は、前記光合波工程で合波された光における前記メインキャリア信号光を抑圧するように調整可能である；
光送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光送信装置及び光送信方法に関する。詳しくは、非常に大きな光パワーを入力する光伝送システム、特にケーブルテレビなどのようにサブキャリア多重された映像信号を伝送するシステムにおける光送信装置及び光送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アナログ映像信号を含む光伝送システムでは、十分なＣＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）を確保するために、受信端における光パワーを高く保持する必要がある。したがって、局間伝送などの長距離伝送を行うためには、送信端において非常に大きな光パワーを伝送路である光ファイバに入力する。この場合、光ファイバ中での非線形現象である誘導ブリルアン散乱（以下ＳＢＳと略す：Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ  Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）が発生するため伝送距離が制限される。
【０００３】
ＳＢＳの抑圧のために、光源からの出力光に周波数変調や位相変調を施し、光スペクトルを拡散する方式が用いられている。この場合、周波数変調や位相変調に用いる信号の周波数は、干渉による劣化を防ぐために、サブキャリア多重されたデータ信号の最も高い周波数の２倍以上（概ね２ＧＨｚ以上）に設定する必要がある。（例えば特許文献１参照）
【０００４】
【特許文献１】特開平９−３２１７０９号公報（段落［００２６］〜［００５２］、図３〜図９等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＳＢＳは光パワーが所定の閾値を超えると急増する。従来の方法では、メインキャリア信号光に対するサブキャリア信号光の比率が小さい。例えば、アナログ信号による光強度変調の場合、１００％の変調を施しても、光キャリア成分が全体のパワーの半分を有する。サブキャリア多重の信号で変調を施す場合には、１つのサブキャリア当たり数％の変調度であり、全体的に見ても変調度は３０％程度なので、サブキャリアのレベルに比べると光キャリアの有する光パワーは非常に大きい。従ってサブキャリア信号光を増幅しようとすると、メインキャリア信号も増幅され閾値を超えてしまうためＳＢＳを抑制できない。
【０００６】
しかしながら、従来の光スペクトルを拡散する方式では、光ファイバは波長分散を有するために、分散特性により伝送距離が制限されるという問題があった。また、周波数変調や位相変調用の装置を使用したり、高周波回路を使用するので、装置コストを増大させるという問題があった。さらに、現行のデータ信号よりも高い周波数領域をＳＢＳ抑圧のために使用しているので、高周波領域をサービス拡張に使用できないという問題もあった。
【０００７】
本発明は、上記の問題に鑑み、メインキャリア信号光に対するサブキャリア信号光の比率を大きくでき、データ信号以外の光変調を施すことなく、効果的にＳＢＳを抑圧できる光送信装置及び光送信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の光送信装置は、例えば図１に示すように、単一モード光を出力する光源（１０）からの出力光に変調を施す光変調部（２０）において、光源（１０）からの出力光を第１の分岐光路（２０３）と第２の分岐光路（２０４）に分岐する光分岐手段（２０１）と、第１の分岐光路（２０３）上に配置され、第１の分岐光路（２０３）を伝搬する光にデータ信号を用いて強度変調を施す光強度変調手段（２１０）と、第１の分岐光路（２０３）および第２の分岐光路（２０４）の片方もしくは両方の光路上に配置され、第１の分岐光路（２０３）からの出力光と第２の分岐光路（２０４）からの出力光の位相差を調整する位相調整手段（２２０）と、第１の分岐光路（２０３）からの出力光と第２の分岐光路（２０４）からの出力光を合波する光合波手段（２０２）と、光合波手段（２０２）からの出力光を増幅し、光伝送路（４０）に出力する光増幅手段（３０）とを備える。
【０００９】
ここにおいて、光源は直接単一モード光を出力するものに限られず、光ファイバ等の光学機器と組み合わせて単一モードを生成するものでも良い。また、第１の分岐光路及び第２の分岐光路は通常は光導波路で構成されるが、光ファイバを用いても良い。このように構成すると、光変調部において、マッハ・ツェンダ干渉計の一方の第１の分岐光路に強度変調器が配置されており、第１の分岐光路および第２の分岐光路の片方もしくは両方に位相調整器が配置されているので、位相調整器を調整することにより光キャリア成分を抑圧することが可能である。これにより、メインキャリア信号光に対するサブキャリア信号光の比率を大きくでき、データ信号以外の光変調を施すことなく、効果的にＳＢＳを抑圧できる光送信装置を提供できる。また、光スペクトルを拡散する必要がないので、伝送距離が制限されることもなく、装置コストも安価になり、高周波数領域もサブキャリア多重の帯域としてサービス拡張に利用できる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光送信装置において、例えば図２に示すように、光源（１０）からの出力光をメインキャリア信号光とし、光強度変調手段（２１０）は、データ信号を用いてメインキャリア信号光を強度変調することによりサブキャリア信号光を生成し、位相調整手段（２２０）は、第１の分岐光路（２０３）からの出力光と第２の分岐光路（２０４）からの出力光が光合波手段（２０２）によって合波される時に、メインキャリア信号光を抑圧するように調整可能である。
【００１１】
このように構成すると、メインキャリア成分に比してサブキャリア成分を強調でき、さらにＳＢＳ急増の閾値以下で合波光を増幅することにより、スペクトル拡散を用いず、サブキャリア信号成分のみでも十分な信号量を達成でき、十分なＳＢＳ抑圧効果が期待できる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光送信装置において、光分岐手段（２０１）の分岐比は、第１の分岐光（２０３）路への分岐比率が、第２の分岐光路（２０４）への分岐比率よりも大となるように設定されている。このように構成すると、変調部における過剰損失を抑制できる。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の光送信装置において、例えば図４に示すように、光分岐手段（２０１）、第１の分岐光路（２０３）、第２の分岐光路（２０４）、光強度変調手段（２１０）、位相調整手段（２２０）および光合波手段（２０２）が同一基板上に集積されている。このように構成すると、集積化により光送信装置の性能が安定化するとともに、製造が効率化される。
【００１４】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光送信装置において、例えば図７に示すように、光伝送路（４０）からの戻り光をモニタする第１のモニタ手段（６０）と、第１のモニタ手段（６０）からのモニタ値が所定の閾値よりも小さくなるように、位相調整手段（２２０）を制御する位相制御手段（１００）とを備える。このように構成すると、常時ＳＢＳを監視し、その抑圧に反映できる。
【００１５】
また、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の光送信装置において、例えば図８に示すように、光伝送路（４０）からの戻り光をモニタする第１のモニタ手段（６１）と、光合波手段（２０２）または光増幅手段（３０）からの出力光パワーをモニタする第２のモニタ手段（６２）と、第１のモニタ手段（６１）からのモニタ値を第２のモニタ手段（６２）からのモニタ値を用いて規格化した値が所定の閾値よりも小さくなるように、位相調整手段（２２０）を制御する位相制御手段（１０１）とを備える。このように構成すると、出力光パワーの変動に依存することなくＳＢＳを抑圧することができる。
【００１６】
また、請求項７に記載の光送信装置は、例えば図１０に示すように、単一モード光を出力する光源（１０）からの出力光を第１の分岐光路（７０３）と第２の分岐光路（７０４）に分岐するとともに、その分岐比を調整可能な光分岐比調整手段（７０１）と、第１の分岐光路（７０３）上に配置され、第１の分岐光路（７０３）を伝搬する光にデータ信号を用いて強度変調を施す光強度変調手段（７１０）と、第１の分岐光路（７０３）および第２の分岐光路（７０４）の片方もしくは両方の光路上に配置され、第１の分岐光路（７０３）からの出力光と第２の分岐光路（７０３）からの出力光の位相差が（２ｎ＋１）π（ただしｎは正数）となるように設定を行う位相差設定領域（７２０）と、第１の分岐光路（７０３）からの出力光と第２の分岐光路（７０４）からの出力光を合波する光合波手段（７０２）と、光合波手段（７０２）からの出力光を増幅し、光伝送路（４０）に出力する光増幅手段（３０）とを備える。
【００１７】
ここにおいて、光分岐比調整手段は光分岐手段に含まれる。また、位相差設定手段は位相調整手段でその機能を実現できるので、位相調整手段を含む。このように構成すると、マッハ・ツェンダ干渉計の一方の第１の分岐光路に強度変調器が配置されており、光分岐比調整手段を調整して第１の分岐光路と第２の分岐光路への分岐比を調整することにより光キャリア成分を抑圧することが可能である。メインキャリア信号光に対するサブキャリア信号光の比率を大きくでき、データ信号以外の光変調を施すことなく、効果的にＳＢＳを抑圧できる光送信方法を提供できる。また、光スペクトルを拡散をする必要がないので、伝送距離が制限されることもなく、装置コストも安価になり、高周波数領域もサブキャリア多重の帯域としてサービス拡張に利用できる。
【００１８】
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の光送信装置において、例えば図１１に示すように、光源（１０）からの出力光をメインキャリア信号光とし、光強度変調手段（７１０）は、データ信号を用いてメインキャリア信号光を強度変調することによりサブキャリア信号光を生成し、光分岐比調整手段（７０１）は、第１の分岐光路（７０３）からの出力光と第２の分岐光路（７０４）からの出力光が光合波手段（７０２）によって合波される時に、メインキャリア信号光を抑圧するように調整可能である。
【００１９】
このように構成すると、メインキャリア成分に比してサブキャリア成分を強調でき、さらにＳＢＳ急増の閾値以下で合波光を増幅することにより、スペクトル拡散を用いず、サブキャリア信号成分のみでも十分な信号量を達成でき、十分なＳＢＳ抑圧効果が期待できる。
【００２０】
また、請求項９に記載の発明は、請求項７又は請求項８に記載の光送信装置において、光合波手段（７０２）の光特性を、光分岐比調整手段（７０１）の光特性と同一に調整可能である。ここにおいて、光特性は主として分岐比を意味する。このように構成すると、合波に伴うロスの発生を防止できる。
【００２１】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項７乃至請求項９のいずれか１項に記載の光送信装置において、光分岐比調整手段（７０１）の分岐比は、第１の分岐光路（７０３）への分岐比率が、第２の分岐光路（７０４）への分岐比率よりも大となるように調整可能である。このように構成すると、変調部における過剰損失を抑制できる。
【００２２】
また、請求項１１に記載の発明は、請求項７乃至請求項１０のいずれか１項に記載の光送信装置において、光分岐比調整手段（７０１）、第１の分岐光路（７０３）、第２の分岐光（７０４）、  強度変調手段（７１０）、光合波手段（７０２）および位相差設定手段（７２０）が同一基板上に集積されている。このように構成すると、集積化により光送信装置の性能が安定化するとともに、製造が効率化される。
【００２３】
また、請求項１２に記載の発明は、請求項７乃至請求項１１のいずれか１項に記載の光送信装置において、例えば図１４に示すように、光伝送路（４０）からの戻り光をモニタする第１のモニタ手段（６０）と、第１のモニタ手段（６０）からのモニタ値が所定の閾値よりも小さくなるように、光分岐比調整手段（７０１）を制御する分岐比制御手段（１０５）とを備える。このように構成すると、常時ＳＢＳを監視し、その抑圧に反映できる。
【００２４】
また、請求項１３に記載の発明は、請求項７乃至請求項１１のいずれか１項に記載の光送信装置において、例えば図１５に示すように、光伝送路（４０）からの戻り光をモニタする第１のモニタ手段（６１）と、光合波手段（７０２）または光増幅手段（３０）からの出力光パワーをモニタする第２のモニタ手段（６２）と、第１のモニタ手段（６１）からのモニタ値を第２のモニタ手段（６２）からのモニタ値を用いて規格化した値が所定の閾値よりも小さくなるように、光分岐比調整手段（７０１）を制御する分岐比制御手段（１０６）とを備える。このように構成すると、出力光パワーの変動に依存することなくＳＢＳを抑圧することができる。
【００２５】
また、請求項１４に記載の発明は、請求項１乃至請求項４又は請求項７乃至請求項１１のいずれか１項に記載の光送信装置において、例えば図９又は図１６に示すように、光合波手段（２０２、７０２）または光増幅手段（３０）からの出力光パワーをモニタする第２のモニタ手段（６４）と、第２のモニタ手段（６４）からのモニタ値が所定の値を保つように、光源（１０）からの出力光パワーを制御する光出力パワー制御手段（１０２、１０７）とを備える。このように構成すると、常時ＳＢＳが発生しない最大のパワーで光信号を送信することが可能となる。
【００２６】
また、請求項１５に記載の光送信方法は、単一モード光を出力する光源（１０）からの出力光を第１の分岐光路（２０３）と第２の分岐光路（２０４）に分岐する光分岐工程と、第１の分岐光路（２０３）を伝搬する光にデータ信号に基づき強度変調を施す光強度変調工程と、第１の分岐光路（２０３）からの出力光と第２の分岐光路（２０４）からの出力光の位相差を調整する位相調整工程と、第１の分岐光路（２０３）からの出力光と第２の分岐光路（２０４）からの出力光を合波する光合波工程と、合波された光を増幅し、光伝送路（４０）に出力する光増幅工程とを備え、光源からの出力光をメインキャリア信号光とし、光強度変調工程は、データ信号を用いてメインキャリア信号光を強度変調することによりサブキャリア信号光を生成し、位相調整工程は、光合波工程で合波された光におけるメインキャリア信号光を抑圧するように調整可能である。
【００２７】
このように構成すると、メインキャリア信号光に対するサブキャリア信号光の比率を大きくでき、データ信号以外の光変調を施すことなく、効果的にＳＢＳを抑圧できる光送信方法を提供できる。また、光スペクトルを拡散をする必要がないので、伝送距離が制限されることもなく、装置コストも安価になり、高周波数領域もサブキャリア多重の帯域としてサービス拡張に利用できる。
【００２８】
また、請求項１６に記載の光送信方法は、単一モード光を出力する光源（１０）からの出力光を第１の分岐光路（７０３）と第２の分岐光路（７０４）に分岐するとともに、その分岐比を調整する光分岐比調整工程と、第１の分岐光路（７０３）を伝搬する光にデータ信号に基づき強度変調を施す光強度変調工程と、第１の分岐光路（７０３）からの出力光と第２の分岐光路（７０４）からの出力光の位相差が（２ｎ＋１）π（ただしｎは正数）となるように設定を行う位相差設定工程と、第１の分岐光路（７０３）からの出力光と第２の分岐光路（７０４）からの出力光を合波する光合波工程と、合波された光を増幅し、光伝送路（４０）に出力する光増幅工程とを備え、光源からの出力光をメインキャリア信号光とし、光強度変調工程は、データ信号を用いてメインキャリア信号光を強度変調することによりサブキャリア信号光を生成し、光分岐比調整工程は、光合波工程で合波された光におけるメインキャリア信号光を抑圧するように調整可能である。
【００２９】
このように構成すると、メインキャリア信号光に対するサブキャリア信号光の比率を大きくでき、データ信号以外の光変調を施すことなく、効果的にＳＢＳを抑圧できる光送信方法を提供できる。また、光スペクトルを拡散をする必要がないので、伝送距離が制限されることもなく、装置コストも安価になり、高周波数領域もサブキャリア多重の帯域としてサービス拡張に利用できる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、メインキャリア信号光に対するサブキャリア信号光の比率を大きくでき、データ信号以外の光変調を施すことなく、効果的にＳＢＳを抑圧できる光送信装置及び光送信方法を提供できる。また光スペクトル拡散をする必要がないので、伝送距離が制限されることもなく、装置構成が簡単になることから装置コストも安価となり、高周波領域もサブキャリア多重の帯域としてサービス拡張に利用が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に、図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。
【００３２】
図１に、本発明の第１の実施の形態における光送信装置の構成例を示す。本実施の形態では、光分岐部（２０１）で第１の分岐光路（２０３）および第２の分岐光路（２０４）に搬送光（キャリア）を分岐し、第１の分岐光路（２０３）に強度変調部（２１０）を設けてデータ信号で変調を行い、第２の分岐光路（２０４）に位相調整部（２２０）を設けて位相調整を行い、光合波部（２０２）からの出力光について光キャリア成分の抑圧量を制御するものである。また、光増幅器（３０）を設けて、光合波部（２０２）からの出力光を増幅し、光伝送路（４０）に出力する。
【００３３】
光源（１０）は単一モード光を出力する。光源（１０）からの出力光は光変調部（２０）に入力される。光変調部（２０）は単一モード光を搬送光（キャリア）としてデータ信号を用いて変調を施し、データ信号で変調された搬送光を出力する。出力光は光増幅部（３０）で増幅され、光伝送路（４０）に出力される。光変調部（２０）は、入力光である搬送光（キャリア）を二分岐する光分岐部（２０１）と、分岐された光を伝搬させる第１の分岐光路（２０３）および第２の分岐光路（２０４）と、第１の分岐光路（２０３）および第２の分岐光路（２０４）を通過した光を合波する光合波部（２０２）と、第１の分岐光路（２０３）に挿入され、第１の分岐光路（２０３）を伝搬する光キャリアに対して伝送すべきデータ信号で強度変調を行なう強度変調部（２１０）と、第２の分岐光路（２０４）に挿入され、第２の分岐光路（２０４）を伝搬する光キャリアに対して位相調整を施す位相調整部（２２０）とで構成される。
【００３４】
ここで、光変調部（２０）はマッハ・ツェンダ型干渉計を構成しており、第１の分岐光路（２０３）と第２の分岐光路（２０４）における差異、すなわち、強度変調及び位相調整が光合波部（２０２）からの出力に強く反映される。なお、光源は直接単一モード光を出力するものに限られず、光ファイバ等の光学機器と組み合わせて単一モードを生成するものでも良い。また、第１の分岐光路（２０３）及び第２の分岐光路（２０４）は通常は光導波路で構成されるが、光ファイバを用いても良い。本実施の形態における光送信装置は光変調部（２０）と光増幅器（３０）とを備える。
【００３５】
次に本実施の形態における光送信装置の動作について説明する。光源（１０）からの出力光は光変調部（２０）に入力される。光変調部（２０）では、光分岐部（２０１）にて入力光を二分岐し、第１の分岐光路（２０３）および第２の分岐光路２（２０４）に出力する。第１の分岐光路（２０３）に分岐された搬送光は強度変調部（２１０）に入力され、伝送すべきデータ信号で強度変調が施される。強度変調部（２１０）にて強度変調された搬送光は信号光として光合波部（２０２）に入力される。第２の分岐光路（２０４）に分岐された搬送光は位相調整部（２２０）に入力され、所定の位相調整を施された後、光合波部（２０２）に入力される。光合波部（２０２）において合波された信号光は、光増幅器（３０）にて増幅された後、光伝送路（４０）に出力される。
【００３６】
図２に、本実施の形態における光送信装置を伝搬する光のスペクトルの例を示す。図２（ａ）は光変調部（２０）の入力光スペクトル、図２（ｂ）は強度変調部（２１０）の出力光スペクトル、図２（ｃ）は、位相変調部（２２０）の出力光スペクトル、図２（ｄ）は光変調部（２０）の出力光スペクトルを示す。
【００３７】
光変調部（２０）の入口にある光分岐部（２０１）には、図２（ａ）に示すように、単一モードで発振する光源（１０）からの出力光である搬送光（キャリア）が入力される。強度変調部（２１０）では、データ信号として、例えば多数チャンネルの映像信号を用いているので、変調信号成分が光キャリア成分に対して高い周波数領域（上側波帯）と低い周波数領域（下側波帯）に多数生成されている（図２（ｂ）参照）。アナログ映像信号伝送においては、強度変調器にて発生する歪と受信端におけるキャリア対雑音比（ＣＮＲ）とのトレードオフから、チャンネル当りの光変調度としては概ね３％程度であり、全体の変調度としても２０数％程度である。このような状況では、図２（ｂ）に示すように光キャリア成分が光パワーの大部分を占め、サブキャリア成分の占める割合は比較的小さい。
【００３８】
位相変調部（２２０）では側波成分の発生はないが、位相調整部（２２０）により光キャリア成分の位相が調整されて、強度変調部（２１０）の出力光における光キャリア成分の位相と一定の値だけ異ならせた状態となっている（図２（ｃ）参照）。光合波部（２０２）で強度変調部（２１０）からの信号光と位相変調部（２２０）からの出力光を合波すると、光キャリア成分同士は干渉し、両キャリア光の位相差に基づく抑圧を受ける。一方、データ信号である上下側波帯の成分（サブキャリア成分）光は干渉を起こさないため、そのままの光強度で出力される。したがって、光変調部（２０）からの出力光は、図２（ｄ）に示すように、光キャリア成分を抑圧した出力光を得ることができる。すなわち、位相調整部（２２０）において光キャリア成分の位相変化量を制御することにより、光合波部（２０２）からの出力光について光キャリア成分の抑圧量を制御することができる。
【００３９】
データ信号は、例えば放送用の文字、音声、映像データからなるデータ信号であり、チャンネル毎に異なる周波数で送信されてくる。これら周波数の異なる多数のデータ信号で搬送光（キャリア）を変調すると、サブキャリア多重された信号光が生成される。この結果、第１の分岐光路（２０３）を伝搬するキャリアには、図２（ｂ）に示すようなサブキャリアを有する出力光スペクトルが得られる。なお、本実施の形態についてはデータ信号に用いるサブキャリアは多重化されているが、サブキャリアは１つでも良い。また、本実施の形態についてデータ信号がアナログの場合について説明したが、デジタル信号でも適用可能である。
【００４０】
このように光キャリア成分を抑圧することにより、光増幅部（３０）からの出力光において、変調信号成分が有する光パワーを、光キャリア成分が有する光パワーに対して相対的に増大させることができる。したがって、データ信号以外の光変調を施すことなく、効果的にＳＢＳを抑圧できるので、伝送距離が制限されることもなく、装置コストも安価になり、高周波数領域もサブキャリア多重の帯域としてサービス拡張に利用できる。このように、光ファイバ中でのＳＢＳの発生を効果的に抑制できる。
【００４１】
位相調整部（２２０）における位相調整方法としては、光路の寸法、光路ないし光路近傍の屈折率、光路部分の材料組成、光路部分の結晶状態および光路への応力付与のいずれかまたは複数の項目を調整すれば良い。
【００４２】
図３に、位相調整部（２２０）へ印加する制御電圧信号と光変調部（２０）から出力される信号光の光キャリア抑圧度を例示する。光変調部（２０）がマッハ・ツェンダ型光干渉計を構成していることから、制御電圧すなわち位相調整量に対して光キャリア抑圧度は正弦波状に変化する。したがって、制御電圧信号により光キャリア成分の抑圧度を調節し、送信光パワーを効果的に拡散することにより、ＳＢＳの発生を抑圧できる。
【００４３】
図４に本実施の形態における光変調部（２０）の光集積回路構成例を示す。これらの光集積回路は例えばリチウムナイオベート（ＬｉＮｂＯ３）基板に微細パターンのフォトリソグラフィとエッチングを施す集積加工技術により作成できる。これにより光送信装置の性能が安定化するとともに、製造が効率化される。本実施の形態ではＬｉＮｂＯ３のＸ板を基板とし、電極は光路（光導波路）に対して基板に平行な電界を印加するように形成される。
【００４４】
位相調整部（２２０）は例えばＬｉＮｂＯ３の電気光学効果を用いる。第２の分岐光路（２０４）を挟む電極（２２０ａ、２２０ｂ）を設け、電極（２２０ａ、２２０ｂ）に制御電圧を印加してＬｉＮｂＯ３の第２の分岐光路（２０４）の屈折率を変化させ、伝搬するキャリアの位相を調整する。第１の分岐光路（２０３）を伝搬する光の位相と第２の分岐光路（２０４）を伝搬する光の位相差が２ｎπであれば、２つの光は最も強め合い、（２ｎ＋１）πであれば最も抑制し合う。ここではその間の適切な位相差になるように調整する。光キャリア成分は基準信号として必要なので、完全に抑制せずに、適切な比率のキャリアを残す必要があるからである。
【００４５】
強度変調部（２１０）は例えばＬｉＮｂＯ３のマッハ・ツェンダ型強度変調器を用いる。第１の分岐光路（２０３）の途中にマッハ・ツェンダ型の光干渉回路（２０５）が挿入されており、マッハ・ツェンダ型の光干渉回路（２０５）の２つの分岐光路（２０６、２０７）を挟む電極（２１０ａ、２１０ｂ）を設け、電極（２１０ａ）にデータ信号の強度に応じた電圧を印加して、搬送光（キャリア）がデータ信号により強度変調されて出力されるようにしたものである。強度変調もＬｉＮｂＯ３の電気光学効果を用いたもので、その原理は位相変調部（２２０）と同様である。例えば、データ信号の強度が最大のときに位相差が２ｎπ、最小のときに位相差が（２ｎ＋１）πとなるようにし、その間は強度に応じて位相差を調整し、結果的に搬送光がデータ信号により強度変調されて出力されることとなる。図４の強度変調部（２１０）の電極では、２つの分岐光路（２０６、２０７）には逆方向に電界が印加されて、それぞれの分岐光路を伝搬するキャリアの位相が逆方向に変化するので、電界印加の効果は倍になる。
【００４６】
マッハ・ツェンダ型の光干渉回路（２０５）に電極（２１０ａ、２１０ｂ）の下流に２つの分岐光路（２０６、２０７）を挟むバイアス電圧を印加する電極（２１１ａ、２１１ｂ）が設けられている。ＬｉＮｂＯ３には変調用の制御電圧のバイアス点が、温度変化や経時変化によりＤＣドリフトが生じるので、バイアス電圧を印加してこれを補償するためのものである。バイアス電圧についても、２つの分岐光路（２０６、２０７）には逆方向に電界が印加されて、それぞれの分岐光路を伝搬するキャリアの位相が逆方向に変化するので、電界印加の効果は倍になる。また、ここでは、強度変調手段がマッハ・ツェンダ型強度変調器の例を説明したが、半導体電界吸収型強度変調器でも良い。
【００４７】
光分岐部（２０１）及び光合波部（２０２）には例えばＹ分岐が用いられる。Ｙ分岐では、分岐比を例えば第１の分岐光路（２０３）への分岐比率が第２の分岐光路（２０４）への分岐比率よりも大となるように設定される。Ｙ分岐の分岐比率は予めアンバランスが生じるように設計し製作することも可能であり、また、電圧を印加して調整できるように製作し調整することも可能である。
【００４８】
なお、光分岐部（２０１）における分岐比は必ずしも１：１である必要はない。光変調部（２０）を構成するマッハ・ツェンダ型光干渉計において光キャリア成分を完全に抑圧する（光キャリア成分を出力させない）場合には、光分岐部（２０１）における分岐比を１：１とするとともに光合波部（２０２）における強度変調部（２１０）からの信号光と位相変調部（２２０）からの出力光の位相と（２ｎ＋１）π異なる位相にする必要があるが、光キャリア成分は基準信号として必要であり完全に抑圧する（光キャリア成分を出力させない）ことはあり得ないためである。なお、光分岐部（２０１）における分岐比を１：１から変化させる場合には、変調信号成分が有する光パワーを増大させるため、強度変調部（２１０）側への分岐比を増大させることが望ましい。これにより光キャリア成分に対するサブキャリア成分の比率を大きくすると共に、必要なキャリアを残すことができる。また、光合波部（２０２）に逆方向から光を入力した時の分岐比を、ロスの発生を防止するために、光分岐部（２０１）の分岐比と同じにするのが望ましい。
【００４９】
図５に第１の実施の形態における変形例の構成を示す。なお、図１と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図１に比して位相調整部の数と配置が異なる。すなわち、第２の分岐光路（２０４）に第１の位相調整部（２２０−１）が、第１の分岐光路（２０３）に第２の位相調整部（２２０−２）が設けられている。位相制御部（２２０）は、強度変調部（２１０）を含む第１の分岐光路（２０３）および第２の分岐光路（２０４）の両方から光合波部（２０２）に入力する光キャリア成分に対して位相差を設けることが目的であるため、位相調整部（２２０）は必ずしも第２の分岐光路（２０４）に設ける必要はなく、第１の分岐光路１（２０３）上に設けて調整することも可能であり、また第１の分岐光路（２０３）および第２の分岐光路（２０４）の両方に設け調整することも可能である。
【００５０】
図６に本変形例における光変調部（２０）の光集積回路構成例を示す。図４と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図４との差異点について説明する。ＬｉＮｂＯ３のＺ板を基板とし、電極は光路（光導波路）に対して基板に垂直な電界を印加するように形成される。このため、電極の一方が分岐光路（２０３、２０４、２０６、２０７）の直上に形成される。位相制御部（２２０）においては、第１の位相調整部（２２０−１）を伝搬する光に印加される制御電圧と第２の位相調整部（２２０−２）を伝搬する光に印加される制御電圧の極性は逆なので、第１の分岐光路（２０３）と第２の分岐光路（２０４）を伝搬するキャリアの位相は互いに逆方向に変化し、同じ電圧で２倍の位相変化を得られる。
【００５１】
また、データ信号を分岐する分岐回路（２０８）および分岐回路（２０８）で分岐されたデータ信号の一方を位相反転させる位相反転回路（２０９）が設けられ、第１の分岐光路（２０３）に設けられた強度変調部（２１０）におけるマッハ・ツェンダ型の光干渉回路（２０５）の２つの分岐光路（２０６、２０７）の一方（２０６）には位相反転したデータ信号を、他方（２０７）には元の位相のデータ信号を供給しているので、２つの分岐光路（２０６、２０７）を伝搬するキャリアの位相は互いに逆方向に変化し、合波時に２倍の位相変化を得られる。また、２つの分岐光路（２０６、２０７）に印加するバイアス電圧の極性も逆なので、同じ電圧で２倍の位相変化を得られる。
【００５２】
また、ここでは、強度変調手段がマッハ・ツェンダ型強度変調器の例を説明したが、半導体電界吸収型強度変調器でも良い。
【００５３】
図７に、第２の実施の形態における光送信装置の構成例を示す。本実施の形態は、光伝送路（４０）からの戻り光をモニタする第１のモニタ（６０）と、第１のモニタ（６０）からのモニタ値が所定の閾値よりも小さくなるように、位相調整部（２２０）を制御する位相制御部（１００）を備える例である。なお、図１と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００５４】
本実施の形態においては、光増幅部（３０）と光伝送路（４０）との間に第１のモニタとして２×１光カプラ（６０）が挿入されている。光カプラ（６０）の分岐比は例えば１０ｄＢとし、光増幅部（３０）からの出力光の大部分は光伝送路（４０）へと出力されるように設定する。ＳＢＳやレイリー散乱による光伝送路（４０）からの反射戻り光の一部は、光カプラ（６０）でモニタされ、モニタ値が光／電変換部（５０）へ入力される。光／電変換部（５０）で電気信号に変換されたモニタ値は、位相差制御部（１００）に入力される。位相差制御部（１００）では、入力されたモニタ値が予め定められた閾値以下となるように光変調部（２０）の位相制御部（２２０）へと制御電圧信号を出力することにより反射戻り光成分を抑圧する。反射戻り光成分はＳＢＳに起因する成分とレイリー散乱成分に分けられる。このうち、レイリー散乱成分はパワーに比例して増加する。他方、ＳＢＳ成分はパワーが所定の閾値を超えると急激に増加する。したがって、閾値として光伝送路（４０）における光ファイバのレイリー散乱を考慮して、レイリー散乱成分より若干大きめの値を設定することにより、ＳＢＳに起因する反射戻り光成分を検出できる。本実施の形態における光送信装置は第１の実施の形態の構成に、光カプラ（６０）から位相差制御部（１００）までのフィードバック制御系が追加されている。
【００５５】
図８に、第３の実施における光送信装置の構成例を示す。本実施の形態は、第２の実施の形態にさらに、光増幅部（３０）からの出力光パワーをモニタする第２のモニタを追加設置し、第１のモニタからのモニタ値を第２のモニタからのモニタ値を用いて規格化し、規格化された値が所定の閾値よりも小さくなるように、位相制御部（１０１）で位相調整部（２２０）を制御する例である。なお、図１、図７と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００５６】
本実施の形態においては、光増幅部（３０）と光伝送路（４０）との間に第１のモニタ（６１）兼第２のモニタ（６２）として２×２光カプラ（６３）が挿入されている。このように構成することにより、光伝送路（４０）からの反射戻り光のみならず、光増幅部（３０）からの出力信号光のモニタが可能となる。光増幅部（３０）からの反射戻り光の一部は、光カプラ（６１）でモニタされ、モニタ値が光／電変換部（５０）に入力される。光増幅部（３０）からの出力信号光成分の一部は光カプラ（６２）によってモニタされ、モニタ値が光／電変換部（５１）によって電気信号に変換される。光／電変換部（５０）からの出力光及び光／電変換部（５１）からの出力は位相差制御部（１０１）に入力される。位相差制御部（１０１）では、光／電変換部（５０）からの反射戻り光に基づくモニタ値を光／電変換部（５１）からの出力信号光に基づく電気信号により除算し、この演算結果と予め定められた閾値との比較を行い、演算結果が閾値以下となるように光変調部（２０）の位相調整部（２２０）への制御信号を制御する。本実施の形態における光送信装置は第１の実施の形態の構成に、光カプラ（６３）から位相差制御部（１０１）までのフィードバック制御系が追加されている。
【００５７】
このように、光伝送路への入力光パワーで反射戻り光成分を規格化することにより、光増幅部（３０）からの出力光パワーの変動に依存することなくＳＢＳを抑圧することができる。なお、光増幅部（３０）における増幅特性が明らかであれば、出力信号光のモニタ出力光を得るための光カプラ（６２）は、光変調部（２０）と光増幅部（３０）との間に設けることもできる。さらに、出力信号光のモニタ出力用光カプラ（６２）を光変調部（２０）と同一基板上に集積することも可能である。
【００５８】
図９に、第４の実施の形態における光送信装置の構成例を示す。本実施の形態は、第２のモニタ（６４）からのモニタ値を入力し、出力光パワーが所定の値を保つように、光源（１０）からの出力光パワーを制御する光出力パワー制御部（１０２）を備える例である。なお、図１等と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００５９】
本実施の形態においては、光変調部（２０）と光増幅部（３０）との間に第２のモニタとして１×２光カプラ（６４）が配置されている。光カプラ（６４）の分岐比は例えば１０ｄＢとし、光増幅部（３０）からの出力光の大部分は光増幅部（３０）へと出力されるように設定する。光変調部（２０）からの出力光の一部は、光カプラ（６４）でモニタされ、モニタ値が光／電変換部（５２）へ入力される。光／電変換部（５２）で電気信号に変換されたモニタ値は比較器（１１０）に入力され、基準設定器（１２０）からの基準値と比較される。比較器（１１０）は、光／電変換部（５２）で電気信号に変換されたモニタ値と、基準設定器（１２０）からの基準値との差分を出力光パワー制御部（１０２）に出力する。出力光パワー制御部（１０２）は、比較器（１１０）からの差分出力が０（ゼロ）となるように、光源の出力光パワーを制御する。本実施の形態における光送信装置は第１の実施の形態の構成に、光カプラ（６４）から出力光パワー制御部（１０２）までのフィードバック制御系が追加されている。
【００６０】
このように光源の光出力パワーを制御することにより、常時ＳＢＳが発生しない最大のパワーで光信号を送信することが可能となる。
なお、光カプラ（６４）を光変調部（２０）と同一基板上に集積することも可能である。
また、光カプラ（６４）を光増幅部（３０）と光伝送路（４０）との間に設けることも可能である。
【００６１】
図１０に、第５の実施の形態における光送信装置の構成例を示す。第１の実施の形態では、光分岐部（２０１）での分岐比を一定にし、位相調整部（２２０）において光キャリア成分の位相変化量を制御することにより、光合波部（２０２）からの出力光について光キャリア成分の抑圧量を制御するものであるが、本実施の形態では、光分岐部（２０１）に代えて分岐比を可変できる光分岐比調整部（７０１）を設け、位相調整部（２２０）に代えて位相を広範囲に変化させることなく位相差を（２ｎ＋１）πに設定するための位相差設定領域（７２０）を設け、光分岐比調整部（７０１）において光キャリア成分の分岐比を制御することにより、光合波部（２０２）からの出力光について光キャリア成分の抑圧量を制御するものである。すなわち、位相差設定領域（７２０）は２つの分岐光路（２０３，２０４）の位相差を（２ｎ＋１）πになるように設計、製造しておき、製造ばらつきや温度による光学特性の変動をカバーできるように位相の微調整が可能であれば良い。なお、調整部（７０）の出力光の光キャリア成分とサブキャリア成分の比に多少の変動が生じてもさぼど問題ではない。また、制御電圧を位相調整部（２２０）に印加する代わりに、光分岐比調整部（７０１）及び光合波部（７０２）に印加して、分岐比を調整している。その他の構成は図１と同様である。本実施の形態における光送信装置は光変調部（７０）と光増幅器（３０）とを備える。
【００６２】
次に本実施の形態における光送信装置の動作について説明する。光源（１０）からの出力光は光変調部（７０）に入力される。光変調部（７０）では、光分岐比調整部（７０１）にて入力光を二分岐し、第１の分岐光路（７０３）および第２の分岐光路（７０４）に出力する。光分岐比調整部（７０１）においては、制御電圧信号を可変することにより、第１の分岐光路（７０３）および第２の分岐光路（７０４）に出力する光の分岐比を調整できる。第１の分岐光路（７０３）に分岐された搬送光は強度変調部（７１０）に入力され、伝送すべきデータ信号で強度変調が施される。強度変調部（７１０）にて強度変調された搬送光は信号光として光合波部（７０２）に入力される。第２の分岐光路（７０４）に分岐された搬送光は位相差設定領域（７２０）に入力され、光合波部（７０２）における強度変調器（７１０）からの出力光と位相差設定領域（７２０）からの出力光の位相差が（２ｎ＋１）π（ただしｎは正数）となるように位相差を設定された後、光合波部（７０２）に入力される。光合波部（７０２）において合波された光は信号光として光増幅器（３０）にて増幅された後、光伝送路（４０）に出力される。なお、光変調部（７０）はマッハ・ツェンダ型光干渉計となっており、第１の分岐光路（７０３）と第２の分岐光路（７０４）における差異が光合波部（７０２）からの出力に強く反映される。
【００６３】
図１１に、本実施の形態における光送信装置を伝搬する光のスペクトルの例を示す。図１１（ａ）は光変調部（７０）の入力光スペクトル、図７（ｂ）は強度変調部（７１０）の出力光スペクトル、図１１（ｃ）は、位相差設定領域（７２０）の出力光スペクトル、図１１（ｄ）は光変調部（７０）の出力光スペクトルを示す。
【００６４】
光変調部（７０）の入口にある光分岐比調整部（７０１）には、図１１（ａ）に示すように、単一モードで発振する光源（１０）からの出力光である搬送光（キャリア）が入力される。強度変調部（７１０）では、データ信号として、例えば多数チャンネルの映像信号を用いているので、変調信号成分が光キャリア成分に対して高い周波数領域（上側波帯）と低い周波数領域（下側波帯）に多数生成されている（図１１（ｂ）参照）。アナログ映像信号伝送においては、強度変調器にて発生する歪と受信端におけるキャリア対雑音比（ＣＮＲ）とのトレードオフから、チャンネル当りの光変調度としては概ね３％程度であり、全体の変調度としても２０数％程度である。このような状況では、図１１（ｂ）に示すように光キャリア成分が光パワーの大部分を占め、サブキャリア成分の占める割合は比較的小さい。
【００６５】
位相差設定領域（７２０）では側波成分の発生はないが、その光強度は光分岐比調整部（７０１）の調整により変更可能であり、強度変調部（７１０）における光キャリアの出力光スペクトルより通常は小さな値となっている。また、光キャリア成分の位相は、位相設定領域（７２０）により、強度変調部（７１０）の出力光における光キャリア成分の位相と（２ｎ＋１）π（ただしｎは正数）だけ異ならせた状態に設定される（図１１（ｃ）参照）。光合波部（７０２）で強度変調部（７１０）からの信号光と位相調整領域（７２０）からの出力光を合波すると、光キャリア成分同士は干渉し、両キャリア光の強度差に基づく抑圧を受ける。一方、データ信号である上下側波帯の成分（サブキャリア成分）光は干渉を起こさないため、そのままの光強度で出力される。したがって、光変調部（７０）の出力部からの出力光は、図１１（ｄ）に示す通り、光キャリア成分を抑圧した出力光を得ることができる。すなわち、光分岐比調整部（７０１）において光の分岐比を制御することにより、光合波部（７０２）からの出力光について光キャリア成分の抑圧量を制御することができる。
【００６６】
位相差設定領域（７２０）における位相差設定方法は、位相調整部（２２０）における位相調整方法と本質的に同様であり、光路の寸法、光路ないし光路近傍の屈折率、光路部分の材料組成、光路部分の結晶状態および光路への応力付与のいずれかまたは複数の項目を調整すれば良い。なお、位相差設定領域は位相調整部でその機能を実現できるので、位相調整部で代用でき、概念上で位相調整手段を含む。また、光分岐調整部は光分岐部の機能も実現できるので、光分岐手段に含まれる。
【００６７】
このように光キャリア成分を抑圧することにより、光増幅部（３０）からの出力光において、変調信号成分が有する光パワーを、光キャリア成分が有する光パワーに対して相対的に増大させることができる。したがって、データ信号以外の光変調を施すことなく、効果的にＳＢＳを抑圧できるので、伝送距離が制限されることもなく、装置コストも安価になり、高周波数領域もサブキャリア多重の帯域としてサービス拡張に利用できる。このように、光ファイバ中でのＳＢＳの発生を効果的に抑制できる。
【００６８】
なお、本実施例における光分岐部（７０１）における分岐比は１：１ではないことが望ましく、さらに強度変調部（２１０）側への分岐比を増大させることが望ましい。これは、本構成における光変調部（７０）を構成するマッハ・ツェンダ型光干渉計において、光キャリア成分を完全に抑圧する（光キャリア成分を出力させない）場合には光分岐部（２０１）における分岐比を１：１とする必要があるが、本発明において光キャリア成分は基準信号として必要であり完全に抑圧する（光キャリア成分を出力させない）ことは通常はないこと、さらに強度変調部（７１０）側への分岐比を増大させることにより、変調信号成分が有する光パワーを増大させることができるためである。
【００６９】
さらに、光合波部（７０２）おいては、その光特性を光分岐比調整部（７０１）と同一に調整すること、すなわち、光分岐比調整部（７０１）の分岐比と光合波部（７２０）に逆方向から光を入射した場合の分岐比とを同一にすることが望ましい。これは、光合波部（７２０）に逆方向から光を入射した場合の分岐比と、光合波部（７２０）に実際に入力する第１の分岐光路（７０３）および第２の分岐光路（７０４）の光強度比が等しくない場合、合波に伴うロスが発生するので、これを防止するためである。
【００７０】
また、位相差設定領域（７２０）は、強度変調部（７１０）を含む第１の分岐光路（７０３）および第２の分岐光路（７０４）の両方から光合波部（７０２）に入力する光キャリア成分に対して位相差を設けることが目的であるため、位相差設定領域（７２０）は必ずしも分岐光路（７０４）に設ける必要はなく、第１の分岐光路（７０３）上に設けてもよく、また第１の分岐光路（７０３）および第２の分岐光路（７０４）の両方に設けてもよい。
【００７１】
図１２に本実施の形態における光変調部（２０）の光集積回路構成例を示す。図４、図６と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図６との差異点について説明する。第１の位相調整部（２２０−１）及び第２の位相調整部（２２０−２）の代わりに位相差設定領域（７２０）が第２の分岐光路（７０４）に設けられ、制御電圧が第１の位相調整部（２２０−１）及び第２の位相調整部（２２０−２）に印加される代わりに光分岐比調整部（７０１）及び光合波部（７０２）に印加されており、光分岐比調整部（７０１）及び光合波部（７０２）が電圧制御可能になっている。
【００７２】
また、ここでは、強度変調手段がマッハ・ツェンダ型強度変調器の例を説明したが、半導体電界吸収型強度変調器でも良い。
【００７３】
図１３に光分岐比調整部（７０１）の光回路構成例を示す。図１３（ａ）はＹ分岐型、図１３（ｂ）は方向性結合器型、図１３（ｃ）はＭＭＩ型の回路である。いずれも分岐部を挟んで電極を設け、制御電圧を印加して分岐比を調整可能としており、いずれも本実施の形態に適用可能である。また、光合波部（７０２）も光分岐比調整部（７０１）と同じ特性の光回路を使用するのが望ましい。
【００７４】
また、ここでは、光分岐比調整部を電気光学効果を有する材料に設ける例を説明したが、シリコン等の半導体材料に設けても良い。
【００７５】
図１４に、第６の実施の形態における光送信装置の構成例を示す。本実施の形態は、光伝送路（４０）からの戻り光をモニタする第１のモニタ（６０）と、第１のモニタ（６０）からのモニタ値を入力し、戻り光が所定の閾値よりも小さくなるように、光分岐比調整部（７０１）を制御する光分岐比制御部（１０５）を備える例である。なお、図１０と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。  
【００７６】
本実施の形態においては、光増幅部（３０）と光伝送路（４０）との間に第１のモニタとして２×１光カプラ（６０）が挿入されている。光カプラ（６０）の分岐比は例えば１０ｄＢとし、光増幅部（３０）からの出力光の大部分は光伝送路（４０）へと出力されるように設定する。ＳＢＳやレイリー散乱による光伝送路（４０）からの反射戻り光の一部は、光カプラ（６０）でモニタされ、モニタ値が光／電変換部（５５）へ入力される。光／電変換部（５５）で電気信号に変換されたモニタ値は、光分岐比制御部（１０５）に入力される。光分岐比制御部（１０５）では、入力されたモニタ値が予め定められた閾値以下となるように光変調部（７０）の光分岐比調整部（７０１）へと制御電圧信号を出力することにより反射戻り光成分を抑圧する。閾値として光伝送路（４０）における光ファイバのレイリー散乱を考慮して、レイリー散乱成分より若干大きめの値を設定することにより、ＳＢＳに起因する反射戻り光成分を検出できる。出力光パワー制御部（１０２）本実施の形態における光送信装置は第５の実施の形態の構成に、光カプラ（６０）から光分岐比制御部（１０５）までのフィードバック制御系が追加されている。
【００７７】
図１５に、第７の実施の形態における光送信装置の構成例を示す。本実施の形態は、第６の実施の形態にさらに、光増幅部（３０）からの出力光パワーをモニタする第２のモニタ（６２）を追加設置し、第１のモニタ（６１）からのモニタ値を第２のモニタ（６２）からのモニタ値を用いて規格化し、規格化された値が所定の閾値よりも小さくなるように、光分岐比制御部（１０６）で光分岐比調整部（７０１）を制御する例である。なお、図１０、図１４と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００７８】
本実施の形態においては、光増幅部（３０）と光伝送路（４０）との間に第１のモニタ（６１）兼第２のモニタ（６２）として２×２光カプラ（６３）が挿入されている。このように構成することにより、光伝送路（４０）からの反射戻り光のみならず、光増幅部（３０）からの出力信号光のモニタが可能となる。光伝送路（４０）からの反射戻り光の一部は、光カプラ（６１）でモニタされ、モニタ値が光／電変換部（５５）に入力される。光増幅部（３０）からの出力信号光成分の一部は光カプラ（６２）によって分岐され、光／電変換部（５６）によって電気信号に変換される。光／電変換部（５５）からの出力及び光／電変換部（５６）からの出力は光分岐比制御部（１０６）に入力される。光分岐比制御部（１０６）では、光／電変換部（５５）からの反射戻り光に基づく電気信号を光／電変換部（５６）からの出力信号光に基づく電気信号により除算し、この演算結果と予め定められた閾値との比較を行い、演算結果が閾値以下となるように光変調部（７０）の光分岐比調整部（７０１）への制御信号を制御する。本実施の形態における光送信装置は第５の実施の形態の構成に、光カプラ（６３）から光分岐比制御部（１０６）までのフィードバック制御系が追加されている。
【００７９】
このように、光伝送路への入力光パワーで反射戻り光成分を規格化することにより、光増幅部（３０）からの出力光パワーの変動に依存することなくＳＢＳを抑圧することができる。なお、光増幅部（３０）における増幅特性が明らかであれば、出力信号光のモニタ出力光を得るための光カプラは、光変調部（７０）と光増幅部（３０）との間に設けることもできる。さらに、出力信号光のモニタ出力用光カプラを光変調部（７０）と同一基板上に集積することも可能である。
【００８０】
図１６に、第８の実施の形態における光送信装置の構成例を示す。本実施の形態は、第２のモニタ（６４）からのモニタ値を入力し、出力光パワーが所定の値を保つように、光源（１０）からの出力光パワーを制御する光出力パワー制御部（１０７）を備える例である。なお、図１０等と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略する。
【００８１】
本実施の形態においては、光変調部（７０）と光増幅部（３０）との間に第２のモニタとして１×２光カプラ（６４）が配置されている。光カプラ（６４）の分岐比は例えば１０ｄＢとし、光増幅部（３０）からの出力光の大部分は光増幅部（３０）へと出力されるように設定する。光変調部（７０）からの出力光の一部は、光カプラ（６４）でモニタされ、モニタ値が光／電変換部（５７）へ入力される。光／電変換部（５７）で電気信号に変換されたモニタ値は比較器（１１０）に入力され、基準設定器（１２０）からの基準値と比較される。比較器（１１０）は、光／電変換部（５７）で電気信号に変換されたモニタ値と、基準設定器（１２０）からの基準値との差分を出力光パワー制御部（１０７）に出力する。出力光パワー制御部（１０７）は、比較器（１１０）からの差分出力が０（ゼロ）となるように、光源の出力光パワーを制御する。本実施の形態における光送信装置は第５の実施の形態の構成に、光カプラ（６４）から出力光パワー制御部（１０７）までのフィードバック制御系が追加されている。
【００８２】
このように光源の光出力パワーを制御することにより、常時ＳＢＳが発生しない最大のパワーで光信号を送信することが可能となる。
なお、光カプラ（６２）を光変調部（７０）と同一基板上に集積することも可能である。
また、光カプラ（６２）を光増幅部（３０）と光伝送路（４０）との間に設けることも可能である。
【００８３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施の形態に種々変更を加えられることは明白である。
【００８４】
例えば、上記実施の形態においては、データ信号は、サブキャリア多重された信号が用いられる例を説明したが、サブキャリアは１つでも良いまた、上記実施の形態についてデータ信号がアナログの場合について説明したが、デジタル信号でも適用可能である。
【００８５】
また、第５〜第８の実施の形態では、位相差設定領域で位相差を設定しているが、これを位相調整部に代えても何ら問題なく、位相差設定領域と位相調整部を併用しても良い。さらに、第５〜第８の実施の形態において、光分岐比調整部を制御する光分岐比制御部に代えて位相調整部を制御する位相制御部を設けて、戻り光や出力光パワーを制御しても良い。また、第１の実施の形態について説明した変形例は他の実施の形態にも適用でき、位相調整部や位相差設定領域は複数設けても良く、併用しても良い。
【００８６】
また、分岐比制御手段や位相調整手段も調整部と同一基板上に集積しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は光伝送システムの光送信装置に利用される。特に、サブキャリア多重された映像信号、音声信号やデータ信号を伝送する光送信装置に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】第１の実施の形態における光送信装置の構成例を示す図である。
【図２】第１の実施の形態における光送信装置を伝搬する光のスペクトルの例を示す図である。
【図３】位相調整部へ印加する制御電圧信号と光変調部から出力される信号光の光キャリア抑圧度を例示する図である。
【図４】第１の実施の形態における光変調部の光集積回路構成例を示す図である。
【図５】第１の実施の形態の変形例の構成を示す図である。
【図６】第１の実施の形態の変形例における光変調部の光集積回路構成例を示す図である。
【図７】第２の実施の形態における光送信装置の構成例を示す図である。
【図８】第３の実施の形態における光送信装置の構成例を示す図である。
【図９】第４の実施の形態における光送信装置の構成例を示す図である。
【図１０】第５の実施の形態における光送信装置の構成例を示す図である。
【図１１】第５の実施の形態における光送信装置を伝搬する光のスペクトルの例を示す図である。
【図１２】第５の実施の形態における光変調部の光集積回路構成例を示す図である。
【図１３】第５の実施の形態における光分岐比調整部の光回路構成例を示す図である。
【図１４】第６の実施の形態における光送信装置の構成例を示す図である。
【図１５】第７の実施の形態における光送信装置の構成例を示す図である。
【図１６】第８の実施の形態における光送信装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００８９】
１０    光源
２０    光変調部
３０    光増幅部
４０    光伝送路
５０、５１、５２、５５、５６、５７  光／電変換部
６０、６１  第１のモニタ
６２、６４  第２のモニタ
６３    光カプラ
７０    光変調部
１００、１０１  位相制御部
１０２  出力光パワー制御
１０５、１０６  光分岐比制御部
１１０  比較器
１２０  基準設定器
２０１  光分岐部
２０２  光合波部
２０３  第１の分岐光路
２０４  第２の分岐光路
２０５  マッハ・ツェンダ型の光干渉回路
２０６、２０７、２０８  分岐光路
２１０  強度変調部
２１０ａ、２１０ｂ  電極
２１１ａ、２１１ｂ  電極
２２０、２２０−１、２２０−２  位相調整部
２２０ａ、２２０ｂ  電極
７０１  光分岐比調整部
７０２  光合波部
７０３  第１の分岐光路
７０４  第２の分岐光路
７１０  強度変調部
７２０  位相差設定領域
【図１】
2006101436.tif 000003
【図２】
2006101436.tif 000004
【図３】
2006101436.tif 000005
【図４】
2006101436.tif 000006
【図５】
2006101436.tif 000007
【図６】
2006101436.tif 000008
【図７】
2006101436.tif 000009
【図８】
2006101436.tif 000010
【図９】
2006101436.tif 000011
【図１０】
2006101436.tif 000012
【図１１】
2006101436.tif 000013
【図１２】
2006101436.tif 000014
【図１３】
2006101436.tif 000015
【図１４】
2006101436.tif 000016
【図１５】
2006101436.tif 000017
【図１６】
2006101436.tif 000018